محققین به وجود تفاوت‌های مغزی افراد بیمار و دیگر افراد سالم پی برده‌اند. برای مثال هیپوکامپ، عضوی کوچک از مغز است که برای ذخیره‌ی خاطرات و اطلاعات بسیار حیاتی و مهم است. اما این بخش از مغز در برخی از افراد مبتلا به افسردگی کوچک‌تر از سایرین است. هیپوکامپ کوچک‌تر، گیرنده‌های سروتونینیی کوچک‌تری دارد. سروتونین نیز یکی از مواد شیمیایی مغزی است که به عنوان انتقال‌دهنده‌ی عصبی شناخته می‌شود و اجازه‌ی برقراری ارتباطات میان بخش‌های مختلف مغز را که در فعالیت‌های احساسی دخیل هستند، صادر می‌کند. دانشمندان دریافته‌اند که هورمون استرس یعنی کورتیزول در افراد افسرده و غمگین بیشتر ترشح می‌شود.
کورتیزول باعث کوچک شدن بخش هیپوکامپ می‌شود. تعدادی از دانشمندان معتقدند که به طور طبیعی در بعضی از افراد هیپوکامپ کوچک‌تر است. اما این موضوع قابلیت بررسی و تحقیقات فراوان دارد زیرا در مغز انسان، بخش‌های متعددی وجود دارد که در ایجاد بیماری افسردگی دخیل هستند. بنابراین صدور احکام کلی در ارتباط با عوامل افسردگی بسیار پیچیده است. طبق آخرین دستاوردهای علمی که با تصویربرداری از مغز به دست آمده است، ساختار و عملکرد مغزی به گونه‌ای است که داروهای ضدافسردگی با تأثیرات نوروتروفیکی خود، می‌توانند به حفظ سلول‌های عصبی کمک کنند و مانع از مرگ آنها شوند. در واقع منجر به ایجاد ارتباطات مغزی می‌شوند و به کاهش اضطراب و فشار کمک می‌کنند. با شناخت عوامل افسردگی، متخصصین قادر به تشخیص بهتر و زودهنگام این بیماری می‌شوند و در نتیجه درمان‌های بهتر و مؤثرتری پیشنهاد خواهند کرد.